JP2006084455A - Angular velocity sensor inspection device - Google Patents
Angular velocity sensor inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006084455A JP2006084455A JP2005060030A JP2005060030A JP2006084455A JP 2006084455 A JP2006084455 A JP 2006084455A JP 2005060030 A JP2005060030 A JP 2005060030A JP 2005060030 A JP2005060030 A JP 2005060030A JP 2006084455 A JP2006084455 A JP 2006084455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angular velocity
- pendulum
- velocity sensor
- inspection apparatus
- support shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、振り子の自由振動によって角速度センサに角速度を与える構造を有する角速度センサ検査装置に関する。 The present invention relates to an angular velocity sensor inspection apparatus having a structure that gives an angular velocity to an angular velocity sensor by free vibration of a pendulum.
従来、角速度を検出するジャイロスコープの角速度と出力を評価するために、レートテーブルによって入力角速度を与え、ジャイロスコープの角速度を測定する装置が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, in order to evaluate the angular velocity and output of a gyroscope that detects angular velocity, an apparatus that gives an input angular velocity using a rate table and measures the angular velocity of the gyroscope is known (for example, see Non-Patent Document 1).
このような非特許文献1によるレートテーブルには、ジャイロスコープに回転角速度を与える回転テーブルや振動を与える振動テーブルが用いられる。これら回転テーブルや振動テーブルは、モータによって駆動される。このように、レートテーブルがモータによって駆動されることから、モータの振動がジャイロスコープに伝播されることや、モータから低周波ノイズあるいは高周波ノイズが発生することが考えられ、ジャイロスコープは微小電荷検出素子であるため、このようなノイズが角速度検出値に影響し、正確な角速度が検出できないというような課題がある。
As such a rate table according to Non-Patent
また、このような角速度測定装置では、回転テーブルや振動テーブルに装着されるジャイロスコープの姿勢は一方向に限られ、ジャイロスコープに他の方向の角速度を与えることは困難である。 In such an angular velocity measuring device, the attitude of the gyroscope attached to the rotary table or the vibration table is limited to one direction, and it is difficult to give the gyroscope an angular velocity in another direction.
さらに、非特許文献1で提案されている装置は大型のものであり、回転テーブルは、慣性が大きく、回転速度が安定角速度に達するまで時間が掛かるというような課題もある。
Furthermore, the device proposed in Non-Patent
本発明の目的は、前述の課題を解決することを要旨とし、角速度センサによる角速度の測定結果を正確に、短時間で、多方向の角速度を検出することができるとともに、一度に多量の角速度センサの検査が行なえ、操作が簡単な小型の角速度センサ検査装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to accurately detect the angular velocity measured by the angular velocity sensor in a short time and to detect multidirectional angular velocities. It is possible to provide a small angular velocity sensor inspection apparatus that can perform the inspection and is easy to operate.
本発明の角速度センサ検査装置は、支柱と、該支柱に軸支される振り子支持軸と、前記振り子支持軸を振動中心として振動する振り子と、前記振り子の振動に連動する基台と、前記基台に取り付けられる一つまたは複数の角速度センサと、前記振り子支持軸または前記基台に取り付けられる基準角度センサと、前記振り子を自由振動させて、前記角度センサと前記基準角度センサによって検出される角速度を比較し、良否判定する検出処理装置と、が、備えられていることを特徴とする。 The angular velocity sensor inspection apparatus of the present invention includes a support, a pendulum support shaft that is pivotally supported by the support, a pendulum that vibrates about the pendulum support shaft, a base that is linked to the vibration of the pendulum, and the base One or a plurality of angular velocity sensors attached to a table, a reference angle sensor attached to the pendulum support shaft or the base, and an angular velocity detected by the angle sensor and the reference angle sensor by freely vibrating the pendulum And a detection processing device for judging pass / fail to provide a pass / fail judgment.
ここで、角速度センサとしては、例えば、振動型ジャイロスコープ等の角速度センサが採用される。また、検出処理装置には、例えば、角速度センサの検出値を数値化あるいはグラフ化して比較する機能を含む。
また、基準角度センサとは、予め角速度を測定し校正された標準の角速度センサである。
Here, as the angular velocity sensor, for example, an angular velocity sensor such as a vibration gyroscope is employed. In addition, the detection processing device includes, for example, a function of comparing the detection values of the angular velocity sensor in numerical values or graphs.
The reference angle sensor is a standard angular velocity sensor that has been measured and calibrated in advance.
この発明によれば、振り子を自由振動させると、公知の振り子の原理から、振り子は、一定周期で往復振動するため、振り子の振動に連動する角速度センサには、振り子と同じ入力角速度が与えられる。このことから、角速度センサ及び基準角速度センサそれぞれの検出値を検出処理装置で比較判定し、基準角速度センサの角速度検出値との差が所定の範囲内にある定角速度センサを良品として選別することができる。 According to the present invention, when the pendulum is freely vibrated, the pendulum reciprocally vibrates at a constant cycle based on the known pendulum principle. Therefore, the angular velocity sensor interlocked with the pendulum vibration is given the same input angular velocity as the pendulum. . Therefore, the detection values of the angular velocity sensor and the reference angular velocity sensor are compared and determined by the detection processing device, and the constant angular velocity sensor whose difference from the detected angular velocity value of the reference angular velocity sensor is within a predetermined range is selected as a non-defective product. it can.
また、振り子は、振り子の長さが一定であれば、質量の大きさに関係なく安定した周期で振動を繰り返す、即ち、一定の入力角速度を角速度センサに与えることができるので、一度に多量の角速度センサの角速度測定を行なうことができる。 In addition, if the pendulum has a constant length, the pendulum repeats vibration with a stable period regardless of the size of the mass, that is, a constant input angular velocity can be given to the angular velocity sensor. The angular velocity measurement of the angular velocity sensor can be performed.
また、この角速度センサ検査装置は、振り子の自由振動により入力角速度を与える構造であるために、モータなどの駆動装置が必要なく、構造も簡単で、モータから発生する低周波ノイズ、高周波ノイズがなく、モータの振動ノイズもないため、正確な角速度の測定を行なうことができる。 In addition, since this angular velocity sensor inspection device has a structure that gives input angular velocity by free vibration of the pendulum, there is no need for a driving device such as a motor, the structure is simple, and there is no low-frequency noise or high-frequency noise generated from the motor. Since there is no vibration noise of the motor, accurate angular velocity measurement can be performed.
また、振り子は往復振動を繰り返すので、角速度センサに正方向及び負方向の入力角速度を与えることになり、正方向、負方向の入力角速度を特別の切換装置を備えることなく測定することができる。 Further, since the pendulum repeats reciprocating vibration, the input angular velocity in the positive direction and the negative direction is given to the angular velocity sensor, and the input angular velocity in the positive direction and the negative direction can be measured without a special switching device.
さらに、振り子を所定の位置から自然落下し、自由振動させることにより所望の範囲の入力角速度を角速度センサに与えることができるので、操作が簡単になるという効果もある。 Furthermore, since the input angular velocity in a desired range can be given to the angular velocity sensor by allowing the pendulum to fall naturally from a predetermined position and freely vibrate, there is also an effect that the operation is simplified.
また、前記基台が前記振り子支持軸の端部に軸止され、前記振り子の振動に連動し、前記振り子支持軸と共に回動されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said base is pivotally supported by the edge part of the said pendulum support axis | shaft, interlock | cooperates with the vibration of the said pendulum, and rotates with the said pendulum support axis | shaft.
このような構造によれば、角速度センサが振り子支持軸の端部に装着されるため、振り子を振動させ、角速度を測定する際に、角速度センサの可動範囲を小さくできるため、角速度センサ検査装置を小型化することができる。 According to such a structure, since the angular velocity sensor is attached to the end of the pendulum support shaft, the movable range of the angular velocity sensor can be reduced when the pendulum is vibrated and the angular velocity is measured. It can be downsized.
前記角速度センサは、X軸、Y軸、Z軸の3軸を有して形成される圧電振動片からなり、前記振り子支持軸の軸方向に対して、前記圧電振動片のX軸、Y軸、Z軸それぞれの取付姿勢が可変できることが好ましい。
ここで、圧電振動片が、例えば水晶振動子からなるとき、3軸としては、X軸が電気軸、Y軸が機械軸、Z軸が光学軸である。
The angular velocity sensor is composed of a piezoelectric vibrating piece having three axes of an X axis, a Y axis, and a Z axis, and the X axis and Y axis of the piezoelectric vibrating piece with respect to the axial direction of the pendulum support shaft. It is preferable that the mounting posture of each Z axis can be varied.
Here, when the piezoelectric vibrating piece is made of, for example, a crystal resonator, the three axes are an X axis as an electric axis, a Y axis as a mechanical axis, and a Z axis as an optical axis.
このように、角速度センサ(圧電振動片)の取付姿勢を3方向に変えることができるので、3方向それぞれの方向からの角速度の検査を行うことで、角速度センサの検査をより的確に行うことができる。 Thus, since the mounting posture of the angular velocity sensor (piezoelectric vibrating piece) can be changed in three directions, the angular velocity sensor can be more accurately inspected by inspecting the angular velocity from each of the three directions. it can.
また、本発明では、前記基台に、前記角速度センサを装着するための角速度センサ取付テーブルと、前記角速度センサを前記振り子支持軸の軸方向に対して垂直または水平に取り付けるための固定台と、前記固定台に対して前記角速度センサ取付テーブルを所定の回転角度に節度をもって回転するためのターンテーブルと、がさらに備えられていることが好ましい。 Further, in the present invention, an angular velocity sensor mounting table for mounting the angular velocity sensor on the base, a fixed base for mounting the angular velocity sensor vertically or horizontally with respect to the axial direction of the pendulum support shaft, It is preferable that a turntable for rotating the angular velocity sensor mounting table at a predetermined rotation angle with respect to the fixed base is further provided.
このようにすれば、固定台を操作して角速度センサを振り子支持軸に対して垂直または水平な姿勢に変えることができ、さらに、ターンテーブルを操作して角速度センサを固定台に対して取付角度を変えることができるので、角速度センサの3軸の方向を容易に変えることができる。 In this way, the angular velocity sensor can be changed to a vertical or horizontal posture with respect to the pendulum support shaft by operating the fixed base, and the angular velocity sensor can be attached to the fixed base by operating the turntable. Therefore, the directions of the three axes of the angular velocity sensor can be easily changed.
また、本発明では、前記基台が前記振り子に取り付けられ、前記角速度センサのZ軸が、前記振り子の振動平面に対して垂直となるように、前記基台に取り付けられていることが好ましい。
なお、詳しくは実施の形態において後述するが、本発明ではZ軸が角速度を測定する際のスピン軸である。
In the present invention, it is preferable that the base is attached to the pendulum, and the Z-axis of the angular velocity sensor is attached to the base so as to be perpendicular to a vibration plane of the pendulum.
Although details will be described later in the embodiment, in the present invention, the Z axis is a spin axis for measuring the angular velocity.
このような構造によれば、振り子が振動するときの振動平面に対して、角速度センサのZ軸が垂直に装着されているので、振り子が発生する角速度の方向と角速度センサの回転方向が同じ平面方向になるため、正確な角速度の測定と検出感度を得ることができる。 According to such a structure, since the Z axis of the angular velocity sensor is mounted perpendicular to the vibration plane when the pendulum vibrates, the plane of the angular velocity generated by the pendulum and the rotation direction of the angular velocity sensor is the same. Since it is in the direction, accurate angular velocity measurement and detection sensitivity can be obtained.
また、角速度センサが取り付けられる基台を振り子に取り付けるために、基台取付構造が簡単にできる他、角速度センサ検査装置からの突出量を小さくすることができ、また、多量の角速度センサを取り付け易いという効果がある。 Moreover, since the base on which the angular velocity sensor can be attached is attached to the pendulum, the base attachment structure can be simplified, the amount of protrusion from the angular velocity sensor inspection device can be reduced, and a large amount of angular velocity sensors can be easily attached. There is an effect.
また、前記振り子が、前記角速度センサが取り付けられる第1の振り子と、前記支柱を挟んで前記第1の振り子に対向する位置に設けられる第2の振り子とから構成され、前記第1の振り子と前記第2の振り子とが、一体で振動することが好ましい。 The pendulum includes a first pendulum to which the angular velocity sensor is attached, and a second pendulum provided at a position facing the first pendulum across the support column, and the first pendulum It is preferable that the second pendulum vibrates integrally.
このような構造によれば、支柱を挟んで第1の振り子と第2の振り子とが備えられているので、支柱を挟んで角速度センサ検査装置の重量バランスをとり易く、振り子を自由振動させた際に、支柱が振動し、この振動ノイズが発生することによる角速度への検出に影響を与えることを防止することができる。 According to such a structure, since the first pendulum and the second pendulum are provided across the support column, it is easy to balance the weight of the angular velocity sensor inspection device across the support column, and the pendulum is freely vibrated. At this time, it is possible to prevent the struts from vibrating and affecting the detection of the angular velocity due to the generation of the vibration noise.
また、前記振り子が、前記振り子の重心位置を移動する重心位置可変部材を備えていることが好ましい。
ここで、重心位置可変部材としては、例えば、振り子に取付けられる錘を採用することができ、この錘の取付け位置を変更することで、重心位置を変えることができる。
Moreover, it is preferable that the pendulum includes a center-of-gravity position variable member that moves the position of the center of gravity of the pendulum.
Here, as the center-of-gravity position variable member, for example, a weight attached to the pendulum can be adopted, and the center-of-gravity position can be changed by changing the attachment position of the weight.
振り子の周期は、振り子の長さに比例することが知られている。従って、重心位置可変部材を移動して振り子の長さをかえることによって、振り子の周期を変えることができることから、角速度センサに与える入力角速度を任意に変更することができ、所望の入力角速度における角速度センサの検出値の良否を判定することができる。 It is known that the pendulum period is proportional to the pendulum length. Therefore, the pendulum cycle can be changed by moving the center-of-gravity position variable member to change the pendulum length. Therefore, the input angular velocity applied to the angular velocity sensor can be arbitrarily changed, and the angular velocity at the desired input angular velocity can be changed. The quality of the detection value of the sensor can be determined.
さらに、重心位置可変部材は、前述した第1の振り子または第2の振り子のどちらにも備えることができ、基台等の大きさ、レイアウトに合わせて重心位置可変部材の取付位置を任意に選択することができる。 Furthermore, the center-of-gravity position variable member can be provided on either the first pendulum or the second pendulum described above, and the mounting position of the center-of-gravity position variable member can be arbitrarily selected according to the size and layout of the base, etc. can do.
また、前記角速度センサと前記検出処理装置とを接続する接続部材が可撓性を有し、前記振り子支持軸に開設される軸方向の貫通孔に挿通されていることが好ましい。
接続部材としては、例えば、可撓性を有するフレキシブル基板、リード線等を採用することができる。
Moreover, it is preferable that the connection member which connects the said angular velocity sensor and the said detection processing apparatus has flexibility, and is penetrated by the axial through-hole opened in the said pendulum support shaft.
As the connection member, for example, a flexible substrate having flexibility, a lead wire, or the like can be employed.
このようにすれば、接続部材が、振り子支持軸に設けられる貫通孔に挿通されているので、振り子が自由振動する際に、接続部材による抵抗を減ずることができ、前述した低摩擦軸受と併用することで、一層、振り子の振動の周期変動を小さくすることができる。 In this way, since the connecting member is inserted through the through-hole provided in the pendulum support shaft, when the pendulum freely vibrates, the resistance due to the connecting member can be reduced and used in combination with the low friction bearing described above. By doing so, the periodic fluctuation of the pendulum vibration can be further reduced.
さらに、接続部材が可撓性を有しているために、振り子の振動に対して柔軟に追従できるので、振動の繰り返しによっても初期の強度を保持するため、長期間にわたって継続使用することができる。 Furthermore, since the connecting member has flexibility, it can flexibly follow the vibration of the pendulum, so that the initial strength can be maintained even by repeated vibration, and it can be used continuously for a long period of time. .
また、本発明の角速度センサ検査装置には、前記振り子の振り出し角度を規制する角度計が備えられていることが望ましい。
ここで、振り出し角度とは、振り子を自由振動させる際に、この振り子が自由落下を始める前の位置の垂直位置からの角度を示す。
In addition, the angular velocity sensor inspection apparatus of the present invention preferably includes an angle meter that regulates the swing angle of the pendulum.
Here, the swing angle indicates an angle from the vertical position of the position before the pendulum starts free fall when the pendulum is freely vibrated.
このように、振り子の振り出し角度を規制する角度計が備えられているので、角速度を繰り返し測定するような場合に、振り出し角度を一定にして自由振動を与えることができるため、角速度測定の条件を一定にすることができ、測定値の信頼性を高めることができる。 As described above, since the angle meter that regulates the swing angle of the pendulum is provided, when the angular velocity is repeatedly measured, the swing angle can be made constant and free vibration can be applied. It can be made constant and the reliability of the measured value can be improved.
また、前記振り子を自由振動させて、前記複数の角速度センサの検出結果それぞれを、前記検出処理装置によって、選択的または一括して処理することが望ましい。 Further, it is desirable that the pendulum is freely vibrated and each detection result of the plurality of angular velocity sensors is selectively or collectively processed by the detection processing device.
角速度センサが振り子に複数取付けられている場合、各角速度センサを1個づつ選択して測定値を検出処理装置に取り込み、比較判定することも、一度に複数の測定値を一括して取り込み比較判定することができるので、効率良く角速度の検出と判定を行なうことができる。 When multiple angular velocity sensors are attached to the pendulum, each angular velocity sensor is selected one by one, and the measured values are taken into the detection processing device for comparison and judgment. Therefore, the angular velocity can be detected and determined efficiently.
さらに、前記振り子支持軸が、前記支柱に低摩擦軸受よって軸支されているか、または、前記振り子が前記振り子支持軸に低摩擦軸受によって軸支されていることが望ましい。
ここで、低摩擦軸受としては、例えば、ボールベアリングを用いた軸受等を採用することができる。
Furthermore, it is preferable that the pendulum support shaft is pivotally supported by the support column by a low friction bearing, or the pendulum is pivotally supported by the pendulum support shaft by a low friction bearing.
Here, as the low friction bearing, for example, a bearing using a ball bearing can be employed.
このようにすれば、振り子が自由振動をする際に、ボールベアリング等の低摩擦軸受を使用しているため、振り子の振動が減衰しにくいので、軸受部の摩擦による周期の変動(減衰)を少なくすることができ、そのことによって、正確な角速度の検出を繰り返し継続的に行なうことができる。 In this way, when the pendulum vibrates freely, a low-friction bearing such as a ball bearing is used, so the pendulum vibration is difficult to attenuate. Therefore, accurate angular velocity can be detected repeatedly and continuously.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図10は本発明の実施形態1に係る角速度センサ検査装置が示され、図11〜13には実施形態2、図14には実施形態3、図15には実施形態4が示されている。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 10 show an angular velocity sensor inspection apparatus according to
(Embodiment 1)
図1〜図10は実施形態1に係る角速度センサ検査装置の構造、測定結果、操作が例示されている。
図1は、実施形態1に係る角速度センサ検査装置10を示す側面図、図2は正面図である。図1、図2において、角速度センサ検査装置10は、基本構成として、支持台20と、支持台20に回転可能に軸支される振り子支持軸25と、支持台20に対して垂直に設けられる支柱21と121との間にあって振り子支持軸25に軸止される振り子30と、振り子支持軸25の端部に軸止される基台100とから構成され、基台100には、被検査対象となる複数の角速度センサ50が取り付けられている。また、角速度センサ50による角速度検出データの処理を行う検出処理装置90(図2、参照)がさらに備えられている。
1 to 10 illustrate the structure, measurement results, and operation of the angular velocity sensor inspection apparatus according to the first embodiment.
FIG. 1 is a side view showing an angular velocity
支持台20は、台座22と支柱21,121と免震装置24とから構成されている。台座22は、振り子30が振動した際に共振しない大きさと重量を有し、台座22の4隅に備えられる免震装置24に載置される。免震装置24は、振り子30に外部の振動を伝播させない機能と、図示しないが、台座22の上面が水平となるように高さ調整を行なう高さ調整機構を備えている。
The support table 20 includes a
台座22には、支柱21と支柱121が垂直に植立され、補強梁29で支持され、振り子30が振動したときに支柱が共振しないように補強されている。台座22の上面には、レベルメータ(水準器)95が備えられ、台座22の上面が水平になるように、即ち、支柱を垂直にすべく免震装置24が調整される。
On the
支柱21の高さ方向略中央部には、角度計60を取付けるための角度計取付け部27が突設され、半円リング状の角度計60が取付けられている。この角度計60には、振り子30の振り出し角度を設定するための目盛61とストッパ70を挿着するストッパ孔62とが設けられている。ストッパ70は、予め、振り子30を所定の振り出し角度の位置に振り子30を規制しておくもので、このストッパ70を引き抜くことで振り子30が落下を始め自由振動を開始する。
An angle
支柱21,121の上方端部には、貫通孔26を有する振り子支持軸25が軸支されている。この振り子支持軸25は、振り子30の回転軸である。この振り子支持軸25に振り子30が軸止され、振り子の振動に連動して振り子支持軸25が回転する。
なお、支柱121は、支柱21のみで角速度センサ検査装置10の重心バランスが確保できれば、必ずしもなくてもよい。
A
In addition, the support |
振り子30は、剛性を有する金属製の板状部材で、一方の端部が振り子支持軸25に軸止され、他方の端部には重心位置可変部材としての錘80が装着されている。錘80は、アーム部31にスライドできる形態をなし、図示しない固定螺子等でアーム部に固定される。図1において、錘80をスライドさせて固定した状態を二点鎖線で示している。
The
振り子30は、自由振動させるとき、振り子30の長さによって振動周期が変わることが知られているが、前述した錘80の位置を変えることによって、振り子30の重心位置が変わり、このことによって振り子30の長さが変わることになり周期が変わる。即ち、錘80の位置を変えることで振り子の周期を変えて、入力角速度を変え、角速度を測定することができるのである。
It is known that when the
振り子支持軸25は、支柱21,121に低摩擦軸受としてのボールベアリング32A,32Bを介して軸止されている。ボールベアリング32A,32Bは、振り子30が自由振動する際に、摩擦抵抗を減じ、振動減衰を低減することを目的として採用される。
The
振り子支持軸25の支柱121側の端部には、基台100が軸止されている。基台100は略立方体をしており、中央部に貫通孔が開設され、振り子支持軸25に圧入または固定螺子を側面から螺合することで固定されている。基台100の図中、左側端面(角速度センサ側)は、振り子支持軸25の軸方向に対して垂直である。
The
基台100の前述した左側端面には、固定台110が固定される。固定台110の振り子支持軸25の軸方向両側には一対の固定アーム111が設けられ、固定台110を基台100に密接した後、固定台固定螺子140によって固定されている。この際、固定台110は、固定台110に開設された案内孔114Aに基台100に植立された案内軸101Dを挿着することで位置決めされる。
この固定台110の端面にはさらにターンテーブル115が固定される。
A fixed
A
ターンテーブル115は、中央部に突出した回転軸116が植立されており、ばね135によって固定台110に引接して固定されるが、回転軸116を回転中心にして回転させることができる。このターンテーブル115には角速度センサ取付テーブル118が4本の固定螺子119によって4隅が固定されている(図2、参照)。
The
角速度センサ取付テーブル118には、図2で示すように複数の角速度センサ50が取り付けられている。角速度センサ50は、角速度センサ取付テーブル118上に図示しない基板に角速度センサ50を装着するためのコネクタに装着されている。基板には、各角速度センサの出入力のための配線パターンが形成され、接続コネクタ41に接続され、接続コネクタ41には、各角速度センサに対応した入出力用の接続リード40が接続される(図2では1本だけ図示している)。
A plurality of
接続部材としての接続リード40は、振り子支持軸25の側面に開設され軸方向に貫通する貫通孔26に連通する接続リード孔26A、そして貫通孔26を挿通して、やはり貫通孔26の側面に連通する接続リード孔26Bから外部に延在され、検出処理装置90(図2、参照)に接続されている。この際、接続リード40は、貫通孔26の内面、接続リード孔26A,26Bに接触させないことが好ましい。
The
また、振り子支持軸25の角速度センサ50の装着方向とは別の端部には、基準角速度センサ150が装着されている。基準角速度センサ150は、予め校正された標準センサである。基準角速度センサ150は、角速度センサ50と同様に図示しない基板及びコネクタに接続され、接続コネクタ42及び接続リード45を介して検出処理装置90に接続されている。
A reference
次に、基台100に角速度センサ50を取付ける形態について図面を参照して説明する。
図3は、基台100に取付けるときの角速度センサ50の姿勢を示す平面図である。ここで、本実施形態では角速度センサ50を振動型ジャイロスコープを例示し、その一つについて説明する。また、図3では、振動型ジャイロスコープを格納する容器を省略している。図3において、角速度センサ50は、矩形の基部51の端面から両側に延出された連結腕52の端部に設けられる1対の振動腕53,54と、他の両端面から延出される1対の検出腕55と、を備える圧電振動片から構成されている。
Next, the form which attaches the
FIG. 3 is a plan view showing the posture of the
この圧電振動片は、水晶から形成され、電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸で構成される平面と光学軸と呼ばれる厚み方向のZ軸から構成され、基部51の重心位置を通りZ軸に平行な軸が角速度センサのスピン軸である。このスピン軸を回転軸にして回転力を与えることで角速度を検出することができる。そして、角速度センサ50は、スピン軸(Z軸)が、振り子支持軸25の軸方向になるように装着されている。角速度センサ50は、振り子30の振動に連動し、Z軸に入力角速度ωが加えられる。
This piezoelectric vibrating piece is made of quartz and is composed of a plane composed of an X axis called an electric axis and a Y axis called a mechanical axis and a Z axis in the thickness direction called an optical axis, and passes through the center of gravity of the
次に、本実施形態1の角速度センサ検査装置10の作用について説明する。まず、基準角速度センサ150を振り子支持軸25の端部(図1、参照)に取り付け、振り子30を所定の周期で振動させて、基準角速度センサ150の経過時間毎の角速度を測定する。この角速度を検出処理装置90に記憶させる。検出処理装置90では、経過時間毎の角速度波形をグラフ化(図4、参照)し、あるいは数値化して記憶する。
Next, the operation of the angular velocity
次に、測定すべき角速度センサ50を基台100に取付け、基準角速度センサ150と同じ条件で入力角速度を与え、角速度を測定し、検出処理装置90に記憶させる。
Next, the
検出処理装置90では、基準角速度センサ150により測定された角速度値と、角速度センサ50により測定された角速度値、あるいは、それぞれの角速度波形を比較し、角速度センサ50による測定値が所定の規格範囲であれば良品とし、規格範囲外であれば不良品と判定し、角速度センサそれぞれを分別する。
The
なお、前述したように、基準角速度センサ150と被検査対象の角速度センサ50とを図1に示すように別々に取付け、角速度を測定してもよいが、基準角速度センサ150を基台100の一部に取付け、角速度センサ50と基準角速度センサ150とに同時に入力角速度を与えて角速度を測定することもできる。
また、角速度センサ50の一つ一つの測定データを検出処理装置90に取り込み、前述した処理を行なうことも、各測定値を全て一緒に制御装置に取り込みバッチ処理をすることもできる。
As described above, the reference
In addition, each measurement data of the
また、基準角速度センサとしては、予め、校正された振動型ジャイロスコープを採用する他、傾斜センサを採用し、時間経過毎の傾斜変化を取り込み角速度に演算処理することも、また、ロータリーエンコーダ及び光学エンコーダ等を採用し、時間経過毎の回転角の変化を取り込み角速度に演算処理することもできる。 In addition to a vibration gyroscope that has been calibrated in advance as the reference angular velocity sensor, an inclination sensor is employed to capture the change in inclination over time and calculate the angular velocity. An encoder or the like can be employed to capture the change in the rotation angle with time and calculate the angular velocity.
続いて、本発明の検証結果について説明する。
図4は、基準角速度センサ150と角速度センサ50とを取付け、振り子30を自由振動させたときの時間経過毎の角速度の変化をグラフ化した角速度波形を示したものである。図4において、横軸には経過時間(秒)、縦軸には、基準角速度センサ150と角速度センサ50の角速度出力値dps(角度/秒、degree per second)が表示されている。角速度出力値の+(プラス)は、振り子を振り出し位置から自由落下したときの角速度、−(マイナス)は戻りの角速度を表している。また、実線は、角速度センサ50、破線は基準角速度センサ150を示している。
Then, the verification result of this invention is demonstrated.
FIG. 4 shows an angular velocity waveform in which changes in angular velocity over time when the reference
まず、測定開始前において、振り子30は、静止しているので出力値は0を示している。約1.5秒後に振り子を回動して所定の振り出し角度の位置まで移動して、約2秒後に振り子を落下させると、振り子の自由振動によって発生する角速度波形が得られる。このグラフでは振り子の振動は2往復だけ表示しているがほとんど同じ波形を示しており、繰り返し振動させてもほぼ同じ角速度波形が得られるということが推測できる。基準角速度センサ150と角速度センサ50の角速度波形の差は、プラス側の上死点付近で角速度センサ50の方が僅かに低い値を示しているが、他の部分には差がなく、充分、角速度センサ検査装置として信頼性を有することを示している。また、この検査は、2往復程度の振動、即ち、このグラフからは4秒程度の振動時間があれば測定できるということが分かる。
First, before the measurement is started, the
図5は、前述した条件で振り子を自由振動させたときの角速度センサの出力電圧(mV)と、角速度の関係を示すグラフである。角速度センサは、出力電圧を時間で演算処理して角速度に変換するために、出力電圧と角速度の関係が直線に近いほど精度よく角速度を検出することができることになる。図5では、基準角速度センサ150と角速度センサ50とは、同じ直線が得られることが分かる。角速度がプラス600dpsを超えたところで角速度センサ50の出力値は飽和し始める。即ち、角速度がプラス側及びマイナス側600dpsの範囲では、基準角速度センサ150との差がなく、本発明の角速度センサ検査装置10が正確な角速度を測定できることを示している。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the angular velocity and the output voltage (mV) of the angular velocity sensor when the pendulum is freely vibrated under the above-described conditions. Since the angular velocity sensor calculates the output voltage by time and converts it into an angular velocity, the angular velocity can be detected more accurately as the relationship between the output voltage and the angular velocity is closer to a straight line. In FIG. 5, it can be seen that the reference
なお、図4では、振り子30を所定の振り出し角度位置まで移動してから自由落下しているが、前述したように、角度計60に設けられるストッパ70で所定角度位置に振り子30を規制してからストッパ70を抜いて自由落下するようにすれば、さらに測定時間を短縮することができる他、繰り返して測定する場合にも同じ条件の測定を繰り返すことができる。
In FIG. 4, the
続いて、本実施形態に係る角速度センサ検査装置における多方向の角速度の測定のための角速度センサ取付操作について説明する。図6〜図8には、第2の取付姿勢、図9,10には第3の取付姿勢を示している。前述した図1〜図3に示す方向が第1の取付姿勢である。
図6は、第1の取付姿勢から第2の取付姿勢への切換え操作を示す部分側面図であり、図7は、固定台110を基台100に固定する構造を示す部分正面図である。図6,7において、まず、基台100の両側にある固定台固定螺子140を緩め(図2も参照)、固定台110を図中矢印A方向に移動させる(二点鎖線で表す)。
Subsequently, an angular velocity sensor mounting operation for measuring multi-directional angular velocities in the angular velocity sensor inspection apparatus according to the present embodiment will be described. 6 to 8 show the second mounting posture, and FIGS. 9 and 10 show the third mounting posture. The direction shown in FIGS. 1 to 3 is the first mounting posture.
FIG. 6 is a partial side view showing a switching operation from the first attachment posture to the second attachment posture, and FIG. 7 is a partial front view showing a structure for fixing the fixing
固定台110に設けられる一対の固定アーム111には、それぞれスライド孔112が設けられ、固定台固定螺子140を緩めることにより、固定台固定螺子140に形成されている固定台案内軸部141(図7、参照)に沿ってスライド孔112の範囲で固定台110を矢印A方向に移動させることができる。ここで、固定台110の移動量は、少なくとも、固定台110に開設された案内孔114Aが基台100に植立された案内軸101Bから離脱するまでとされる。
A pair of fixing
案内孔114Aが基台100の案内軸101Bから離脱する位置まで移動した後、固定台110を矢印B方向に回転させ、固定台110が、基台100の上面と平行に達したところで矢印C方向に移動し、基台100に植立した案内軸101A(図1、参照)に固定台110に開設された案内孔114Aを挿着して平面方向の位置決めをした後、固定台固定螺子140を締め付けて固定台110を基台100に固定する(図7、参照)。
なお、この際、接続リード40は、固定台110を所定位置まで移動しても充分な余裕がある長さに設定されている。
After the guide hole 114 </ b> A has moved to a position where it is detached from the guide shaft 101 </ b> B of the
At this time, the
このときの角速度センサ50の振り子支持軸25に対する姿勢を図8に示す。図8において、角速度センサ50は、Y軸が振り子支持軸25の軸方向に向かっている。従って、振り子30が振動するとY軸を回転軸とする入力角速度ωが角速度センサ50に与えられることになる。
FIG. 8 shows the attitude of the
角速度センサ50が、前述したように、角速度を検出できるのは、本来Z軸を回転軸としたときだけである。従って、このような姿勢の際には、振り子30を振動させても図4,5で示した検出信号は発生せず、横軸に平行なグラフとなる。このようなときに、検出信号が発生する場合には、検出処理装置90により、角速度センサ50に異常があると判断される。
As described above, the
続いて、角速度センサ50を第2の取付姿勢から第3の取付姿勢に変える方法について説明する。第3の取付姿勢とは、角速度センサ50を、前述した第2の取付姿勢から平面方向に90度回転した状態を意味する。
図9は、第3の取付姿勢への切換えについて示す部分側面図である。図9において、角速度センサ50は、図6で示す第2の取付姿勢からターンテーブル115を90度回転(図中、矢印D方向)させた状態を示している。
Next, a method for changing the
FIG. 9 is a partial side view showing switching to the third mounting posture. In FIG. 9, the
図9において、固定台110の中央にはターンテーブル案内孔113が開設されて、このターンテーブル案内孔113の基台100側の周囲は、凹部113Aが穿設されている。また、ターンテーブル115の中央には、固定台110のターンテーブル案内孔113を貫通する回転軸116が突設されている。
In FIG. 9, a
さらに、ターンテーブル115は、回転軸116をターンテーブル案内孔113に挿入した後、コイルばね135を装着したのちCリング等でコイルばね135を保持する。コイルばね135は、その弾性力によって、ターンテーブル115を固定台110に引圧固定しているが、ターンテーブル115は回転軸116を回転中心にして回転させることができる。
Further, after inserting the
また、固定台110の上面には、半球状の突起部117が同心円上に90度単位に複数(2個または4個が好ましい)突設され、ターンテーブル115の固定台110との対面には、突起部117に対向した凹部113Bが穿設されている。
Further, a plurality of
この突起部117と凹部113Bの位置が一致しているときに、ターンテーブル115の平面方向の回転位置が決まる。ターンテーブル115を回転するときには、ターンテーブル115に手で回転力を与える。この際、コイルばね135が撓められ、凹部113Bが突起部117を乗り越え、90度回転したときに、突起部117と凹部113Bが再び嵌合してターンテーブル115の位置決めが行われる。角速度センサ取付テーブル118は、ターンテーブル115に固定されているので、角速度センサ50の取付姿勢もターンテーブル115の回転に連動して90度回転した姿勢となる。
When the positions of the
このように、突起部117と凹部113Bとによって、ターンテーブル115は、節度ある移動を可能としており、所望の位置に正確に位置決めされる。
また、ターンテーブル115は正逆転可能であり、正逆転両方に所定の角度に回転して角速度センサ50の取付姿勢を設定する。
As described above, the
Further, the
図10に、第3の取付姿勢の状態の角速度センサ50を示す。角速度センサ50は、前述した第2の取付姿勢から90度Z軸を中心に回転した状態であり、X軸が振り子支持軸25の軸方向に向いている。従って、振り子30が振動する際には、角速度センサ50は、X軸を回転軸とする入力角速度ωが加えられることになる。
FIG. 10 shows the
このような姿勢の際には、前述した第2の取付姿勢のときと同様に、振り子30を振動させても図4,5で示した検出信号は発生せず、横軸に平行なグラフとなる。このようなときに、検出信号が発生する場合には、検出処理装置90により、角速度センサ50に異常があると判断される。
In such a posture, as in the second mounting posture described above, even if the
なお、基準角速度センサとしては、予め、校正された角速度センサを採用する他、傾斜センサを採用し、時間経過毎の傾斜変化を取り込み角速度に演算処理することも、また、ロータリーエンコーダ及び光学エンコーダ等を採用し、時間経過毎の回転角の変化を取り込み角速度に演算処理することもできる。 As the reference angular velocity sensor, in addition to adopting a calibrated angular velocity sensor in advance, an inclination sensor is adopted, and it is possible to take an inclination change over time and calculate the angular velocity. The change of the rotation angle with the passage of time can be taken in and the angular velocity can be calculated.
従って、前述した実施形態1によれば、振り子30を自由振動させると、振り子30は、一定周期で往復振動するため、振り子30の振動に連動する角速度センサ50には、振り子30と同じ入力角速度が与えられる。このことから、角速度センサ50及び基準角速度センサ150それぞれの検出値を検出処理装置90で比較判定し、基準角速度センサ150の角速度検出値との差が所定の範囲内にある角速度センサ50を良品として選別することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, when the
また、振り子30は、角速度センサ50を取り付けた状態において、その質量の大きさに関係なく安定した周期で振動を繰り返す、即ち、一定の入力角速度を角速度センサ50に与えることができるので、一度に複数の角速度センサ50の角速度測定を行なうことができる。
In addition, the
また、この角速度センサ検査装置10は、振り子の自由振動により入力角速度を与える構造であるために、モータなどの駆動装置が必要なく、構造も簡単で、モータから発生する低周波ノイズ、高周波ノイズがなく、モータの振動ノイズもないため、正確な角速度の測定を行なうことができる。
Further, since this angular velocity
また、振り子30は往復振動を繰り返すので、角速度センサ50及び基準角速度センサ150に正方向及び負方向の入力角速度を与えることになるので、正方向、負方向の入力角速度を特別の切換装置を備えることなく測定することができる。
Further, since the
さらに、振り子30を任意の位置から自然落下し自由振動させることにより、所望の範囲の角速度を短時間に入力角速度を角速度センサ50に与えることができるので、操作が簡単になるという効果もある。
Furthermore, since the
また、基台100が振り子支持軸25の端部に軸止され、振り子30の振動に連動し、振り子支持軸25と共に回動されるために、振り子30を振動させ、角速度を測定する際に、角速度センサ50の可動範囲を小さくできるため、角速度センサ検査装置10を小型化することができる。
Further, since the
また、角速度センサ50は、X軸、Y軸、Z軸の3軸の取付姿勢が可変できるために、3軸それぞれを回転軸とする角速度の検査を行うことで、本来発生してはならないX軸、Y軸を回転軸とするときに角速度の発生を検出することができるので、角速度センサ50の検査をより的確に行うことができる。
Also, since the
また、本実施形態では、固定台110を操作して角速度センサ50を振り子支持軸25に対して垂直または水平な姿勢に変え、さらに、ターンテーブル115を操作して角速度センサ50を基台100に対して平面方向の取付角度を変えることができるので、角速度センサの3軸の方向を容易に変えることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、振り子30が、振り子の重心位置を移動する重心位置可変部材としての錘80を備えているため、錘80を移動して振り子30の長さをかえることによって、振り子30の周期を変えることができることから、角速度センサ50に与える入力角速度を任意に変更することができ、所望の入力角速度における角速度センサ50の検出値の良否を判定することができる。
In addition, since the
また、接続リード40が、振り子支持軸25に設けられる貫通孔26に挿通されているので、振り子支持軸25の回動によって移動することが少ないために、振り子30が自由振動する際に、接続リード40による抵抗を減ずることができ、低摩擦軸受としてのボールベアリング32A,32Bと併用することで、より一層、振り子30の振動の周期変動を小さくすることができる。
Further, since the
さらに、接続リード40が可撓性を有しているために、振り子30の振動に対して柔軟に追従できるので、振動の繰り返しによっても初期の強度を保持するため、長期間にわたって継続使用することができる。
Furthermore, since the
また、支柱21には振り子30の振り出し角度を規制する角度計60が備えられているので、角速度を繰り返し測定するような場合に、振り出し角度を一定にして自由振動を与えることができるため、角速度測定の条件を一定にすることができ、測定値の信頼性を高めることができる。
Further, since the
また、角速度センサ50が複数取付けられている場合、各角速度センサを1個づつ選択して測定値を検出処理装置90に取り込み、比較判定することも、一度に複数の測定値を一括して取り込み比較判定することができるので、効率良く角速度の検出と判定を行なうことができる。量産時においても、試作試験等においても、この角速度センサ検査装置を効率よく活用することができる。
In addition, when a plurality of
さらに、振動中心となる振り子支持軸25にボールベアリング32A,32Bを使用しているため、振り子30が自由振動をする際に、振り子30の振動が減衰しにくいので、軸受部の摩擦による周期の変動(減衰)を少なくすることができ、そのことによって、正確な角速度の検出を繰り返し継続的に行なうことができる。
(実施形態2)
Further, since the
(Embodiment 2)
続いて、本発明に係る実施形態2の角速度センサ検査装置について、図面を参照して説明する。実施形態2は、前述した実施形態1に比べ、角速度センサを振り子自体に取り付けることを特徴とし、共通部分の説明を省略し、同じ機能部材には同じ符号を附して説明する。 Subsequently, an angular velocity sensor inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The second embodiment is characterized in that the angular velocity sensor is attached to the pendulum itself as compared with the first embodiment described above, description of common parts is omitted, and the same reference numerals are given to the same functional members.
図11には、実施形態2に係る角速度センサ検査装置の正面図、図12(a)には、その側面図が示されている。図11,12(a)において、角速度センサ検査装置10は、基本構成として、測定対象角速度センサとしての角速度センサ50が装着される振り子30と、振り子30を回動可能に支持する支柱21を有する支持台20と、角速度センサ50に駆動信号を供給し、角速度センサ50から得られる検出データを処理する検出処理装置90と、を備えている。
FIG. 11 is a front view of the angular velocity sensor inspection device according to the second embodiment, and FIG. 12A shows a side view thereof. 11 and 12 (a), the angular velocity
支持台20は、台座22と支柱21と免震装置24とから構成されている。台座22は、振り子30が振動した際に共振しない大きさと重量を有し、台座22の4隅に備えられる免震装置24に載置される。台座22の上面には、レベルメータ(水準器)95が備えられ、台座22の上面が水平になるように、即ち、支柱を垂直にすべく免震装置24が調整される。
The support table 20 includes a
支柱21の高さ方向略中央部には、角度計60を取付けるための角度計取付け部27が突設され(図12(a)、参照)、半円リング状の角度計60が取付けられている。この角度計60には、振り子30の振り出し角度を設定するための目盛61とストッパ70を挿着するストッパ孔62とが設けられている。ストッパ70は、予め振り子30の所定の振り出し角度の位置において振り子30を規制しておくもので、このストッパ70を引き抜くことで振り子30が落下を始め自由振動を開始する。
An angle
また、支柱21の上方端部には、貫通孔26を有する振り子支持軸25が植設されている。この振り子支持軸25は、振り子30の回動軸である。この振り子支持軸25に振り子30が回動可能に取付けられている。
In addition, a
振り子30は、剛性を有する金属製の板状部材で、一方の端部近傍に低摩擦軸受部材としてのボールベアリング32が備えられている。ボールベアリング32は、図示しないが、外輪が振り子30に圧入固定され、内輪が振り子支持軸25に圧入固定される。外輪と内輪との間には、ボールが備えられており、振り子30が振り子支持軸25を回動中心として低摩擦で回動できる構造としている。振り子30は、ボールベアリング32より上部の頭部37と下部のアーム部31とからなり、アーム部31の主面に、角速度センサ50を装着するための基台36と、基台36の表面に基板33が装着されている。
The
なお、振り子30の固定支持構造は、前述した実施形態1(図1、参照)と同様に、振り子30を振り子支持軸25に固定し、振り子支持軸25と支柱21との間にボールベアリングを介在させることもできる。
The
基板33には、接続コネクタ34(図11、参照)が装着され、この接続コネクタ34に各角速度センサ50が図示しない配線パターンによって接続される。角速度センサ50は、アーム部31の長手方向に沿って、本実施形態2(図11、参照)では14個取付けられているが、角速度センサ50の数は限定されるものではない。角速度センサ50は、接続コネクタ34の接続端子(図示せず)を介して、入力及び出力端子それぞれに対応した接続リード40(接続リード40は、一本に簡略化して図示)に接続されている。
A connection connector 34 (see FIG. 11) is attached to the
この接続リード40は、振り子支持軸25の貫通孔26を挿通して検出処理装置90に接続されている。この際、接続リード40は、貫通孔26の内面に接触させないことが好ましい。
This
検出処理装置90は、角速度センサ50からの角速度検出信号を取り込み、この検出信号波形をモニタに表示することや、数値化して予め記憶されている所定の角速度、または基準角速度センサ(図示せず)の角速度検出信号との比較を行ない、所定の角速度の範囲外の角速度センサを表示するデータ処理機能を有している。つまり、角速度センサの良否判定をする機能を有している。
The
振り子30には、さらに、重心位置可変部材としての錘80が装着される。
図12(b)には、振り子30をアーム部先端方向から視認した錘80の装着構造が示されている。図12(b)において、振り子30の側面両側には、アーム部31から頭部37にわたって錘80を装着するための突起部39が連続して形成されている。錘80は、比重が高い金属製のおもりで、前記突起部39が挿通される溝部81が形成されている。錘80は、この突起部39と溝部81とを係合させたのち、この突起部39に沿って、アーム部31の先端から頭部37の先端部まで移動可能であり、所定の位置で、固定螺子85によって振り子30に固定される。
The
FIG. 12B shows a mounting structure of a
次に、振り子30に角速度センサ50を取付ける形態について図面を参照して説明する。
図13は、振り子30に角速度センサ50を取付ける姿勢を示す模式図である。図13において、角速度センサ50は、矩形の基部51の端面から両側に延出された連結腕52の端部に設けられる1対の振動腕53,54と、他の端面から延出される1対の検出腕55と、を備える圧電振動片から構成されている。
Next, the form which attaches the
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a posture in which the
図13に示したように、角速度センサ50は、振り子30の振動平面にZ軸が垂直に装着されている。この振り子30は、振り子支持軸25の軸心35を回転中心にして矢印E方向に往復振動し入力角速度ωが与えられる。
As shown in FIG. 13, the
次に、本実施形態2の角速度センサ検査装置10の作用について説明する。まず、基準角度センサ(図示せず)を角速度センサ検査装置10の振り子30に取付け、振り子30を所定の周期で振動させて、基準角速度センサの経過時間毎の角速度を測定する。この角速度を検出処理装置90に記憶させる。検出処理装置90では、経過時間毎の角速度波形をグラフ化(図4、参照)し、あるいは数値化して記憶する。
Next, the operation of the angular velocity
次に、測定すべき角速度センサ50を振り子30に取付け、基準角速度センサと同じ条件で入力角速度を与え、角速度を測定し、検出処理装置90に記憶させる。
Next, the
検出処理装置90では、基準角速度センサにより測定された角速度値と、角速度センサ50により測定された角速度値、あるいは、それぞれの角速度波形を比較し、角速度センサ50による測定値が所定の規格範囲であれば良品とし、規格範囲外であれば不良品と判定し、角速度センサそれぞれを分別する。
The
なお、基板33に角速度センサ50と基準角速度センサとを取り付け、振り子30を振動させ、同時に角速度センサ50と基準角速度センサの角速度検出値を検出処理装置90に入力し、上述の方法で良否判定することもできる。
また、前述の実施形態1(図1、参照)と同様に、振り子支持軸25の端部に基準角速度センサを取り付けることもできる。
In addition, the
In addition, a reference angular velocity sensor can be attached to the end of the
従って、前述した実施形態2によれば、振り子30が振動するときの振動平面に対して、角速度センサ50のZ軸が垂直に装着されているので、振り子30の振動方向(入力角速度ωの方向)と角速度センサ50の回転方向が同じ平面方向になるため、正確な角速度の測定と検出感度を得ることができる
Therefore, according to the second embodiment described above, since the Z-axis of the
また、角速度センサ50が取り付けられる基台36を振り子30に取り付けているために、基台取付構造が簡単にできる他、振り子30の振動平面からの突出量が小さくても多量の角速度センサを取り付けることができ、角速度センサ検査装置10を小型化することができるという効果がある。
(実施形態3)
Further, since the base 36 to which the
(Embodiment 3)
続いて、本発明の実施形態3に係る角速度センサ検査装置について図面を参照して説明する。実施形態3は、前述した実施形態2と比べ、振り子30に取付けられる角速度センサ50の配置が異なり、より多くの角速度センサの角速度測定を一度で行なえるようにしたもので、図14は、実施形態2との相違個所を示し、共通部分は省略または簡略化している。
図14は、実施形態3に係る角速度センサ検査装置10を示す部分正面図である。図14において、振り子30のアーム部31の主面には、幅広の基台36が取付けられている。
Subsequently, an angular velocity sensor inspection apparatus according to
FIG. 14 is a partial front view showing the angular velocity
基台36は、剛性を有する板状部材で、さらに、その主面には基板33が取付けられている。基板33には、接続コネクタ34が装着される。図14では、角速度センサ50は、48個取り付けられているが、この数は48個に限らず適宜増減することができる。角速度センサ50に設けられる入力及び出力端子(図示せず)は、基板33に形成された図示しない配線パターンを介して接続コネクタ34の接続端子を介して接続リード40に接続されている。
The
また、振り子30のアーム部31には、前述した実施形態2(図11,12、参照)と同様な構造で重心位置可変部材としての錘80が備えられ、振り子30の重心位置を変更することで、振り子30の振動周期を変更することができる。
Further, the
従って、前述した実施形態3によれば、角速度センサ50及び錘80を含む振り子30の重心位置が同じであれば、振り子の周期が一定であることから、角速度センサ50の取り付けレイアウトに左右されずより多くの角速度センサ50を振り子30に取付けられるので、一度に多くの角速度の測定を行なうことができ、角速度センサ50の検査を効率よく行なうことができる。
(実施形態4)
Therefore, according to the third embodiment described above, if the position of the center of gravity of the
(Embodiment 4)
続いて、本発明に係る角速度センサ検査装置の実施形態4について図面を参照して説明する。実施形態4は、前述した実施形態2,3の技術思想を基本として、振り子30に加え、バランスアーム130をさらに備えることに特徴を有し、同じ機能部材には同じ符号を附与している。共通部については説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the angular velocity sensor inspection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The fourth embodiment is characterized in that a
図15は、実施形態4に係る角速度センサ検査装置10を示す側面図である。図15において、角速度センサ検査装置10は、基本構成として、角速度センサ50が取付けられる第1の振り子としての振り子30と、振り子30を回動可能に支持する支柱221を有する支持台220と、支柱221を挟んで、振り子30に対向する位置に回動可能に取付けられる第2の振り子としてのバランスアーム130と、角速度センサ50に駆動電力を供給し、角速度検出データを処理する検出処理装置90(図示せず)と、を備えている。
FIG. 15 is a side view showing the angular velocity
振り子30は、基板33と角速度センサ50と接続リード40とを備え、これらの構成と支柱221への取付け構造とは、前述した実施形態2(図12(a)、参照)と同じである。支柱221の上方端部には、貫通孔26を有する振り子支持軸25が植設されている。この振り子支持軸25は、支柱221を貫通して両端が突出しており、一方の端部に前述した振り子30がボールベアリング32を介して回動可能に取付けられる。
The
バランスアーム130は、剛性を有する棹状の部材で、一方の端部にはボールベアリング32が備えられている。ボールベアリング32は、図示しないが、外輪が振り子30に圧入固定され、内輪が振り子支持軸25に圧入固定されている。外輪と内輪との間にはボールが備えられており、振り子30が振り子支持軸25を回動中心として低摩擦で回動できる構造としている。バランスアーム130の他方の端部には、重心位置可変部材としての錘80が、実施形態2(図12(b)、参照)と同様な構造で取付けられている。
The
振り子30とバランスアーム130とは、それぞれ頭部37,132で固定部材38にそれぞれ螺子固定(図示せず)され、一体で振り子支持軸25を回転軸として回転する。前述した錘80は、バランスアーム130の長手方向に移動可能であるため、この錘80の位置を変えることによって、振り子の振動周期を変えることができる。
また、錘80は、バランスアーム130に取付けることも、振り子30に取付けることも、さらに、両方に取付けることもできる。
The
Further, the
支柱221の長手方向途中には、角度計60が取付けられており、振り子30の振り出し角度を規制することができる(図11、参照)。
なお、実施形態4における角速度センサ検査装置10の作用は、前述の実施形態2と同じであるため説明を省略する。
また、この実施形態4では、前述の実施形態3の構造も採用することができる。
An
In addition, since the effect | action of the angular velocity sensor test |
In the fourth embodiment, the structure of the third embodiment described above can also be employed.
従って、前述した実施形態4によれば、前述した実施形態1,2と同様な効果が得られる他、支柱221を挟んで振り子30とバランスアーム130とが備えられているので、支柱221を挟んでバランスをとり易く、振り子30を自由振動させた際に、支柱221が振動し、この振動ノイズが発生することにより、角速度検出に影響を与えることを防止することができる。
Therefore, according to the above-described fourth embodiment, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained, and the
また、バランスアーム130を備える構造であっても、重心位置可変部材としての錘80を移動し振り子の周期を変えることができ、角速度センサに与える入力角速度を任意に変更することができ、所望の入力角速度における角速度センサの検出値を判定することができる。
Even in the structure including the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施形態1〜3では、測定対象角速度センサとして振動腕53,54及び検出腕55を有する振動型ジャイロスコープを例示して説明したが、音叉型、三角柱型やバイモルフ型の振動型ジャイロスコープ等の角速度センサにも採用することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first to third embodiments described above, the vibration type gyroscope having the vibrating
また、前述した実施形態4では、角速度センサは振り子30に取付けられているが、バランスアーム130側にも取付けることができる。
このようにすれば、一層、多量の角速度センサの検査を一度に行なうことができ、且つ、信頼性の高い角速度センサを供給することができる。
In
In this way, it is possible to inspect a large amount of angular velocity sensors at once, and to supply a highly reliable angular velocity sensor.
従って、前述した実施形態1〜実施形態4によれば、角速度センサによる角速度の測定結果を正確に、短時間で、多方向の角速度を検出することができるとともに、一度に多量の角速度センサの検査が行なえ、操作が簡単な小型の角速度センサ検査装置を提供することができる。 Therefore, according to the first to fourth embodiments described above, the angular velocity measurement result by the angular velocity sensor can be accurately detected in a short time, and multi-directional angular velocities can be detected, and a large number of angular velocity sensors can be inspected at a time. Therefore, it is possible to provide a small angular velocity sensor inspection apparatus that can be operated easily.
10…角速度センサ検査装置、21,121…支柱、25…振り子支持軸、30…振り子、36,100…基台、50…角速度センサ、150…基準角速度センサ、90…検出処理装置。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記振り子支持軸を振動中心として振動する振り子と、
前記振り子の振動に連動する基台と、
前記基台に取り付けられる一つまたは複数の角速度センサと、
前記振り子支持軸または前記基台に取り付けられる基準角度センサと、
前記振り子を自由振動させて、前記角度センサと前記基準角度センサによって検出される角速度を比較し、良否判定する検出処理装置と、
が、備えられていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 A support and a pendulum support shaft supported by the support;
A pendulum that vibrates about the pendulum support shaft as a vibration center;
A base interlocking with the vibration of the pendulum;
One or more angular velocity sensors attached to the base;
A reference angle sensor attached to the pendulum support shaft or the base;
A detection processing device that freely vibrates the pendulum, compares the angular velocities detected by the angle sensor and the reference angle sensor, and determines pass / fail,
Is provided with an angular velocity sensor inspection device.
前記基台が前記振り子支持軸の端部に軸止され、前記振り子の振動に連動し、前記振り子支持軸と共に回動されることを特徴とする角速度センサ検査装置。 The angular velocity sensor inspection apparatus according to claim 1,
The angular velocity sensor inspection apparatus, wherein the base is pivotally fixed to an end of the pendulum support shaft, and is rotated together with the pendulum support shaft in conjunction with vibration of the pendulum.
前記角速度センサは、X軸、Y軸、Z軸の3軸を有して形成される圧電振動片からなり、
前記振り子支持軸の軸方向に対して、前記圧電振動片のX軸、Y軸、Z軸それぞれの取付姿勢が可変できることを特徴とする角速度センサ検査装置。 The angular velocity sensor inspection device according to claim 2,
The angular velocity sensor is composed of a piezoelectric vibrating piece formed by having three axes of an X axis, a Y axis, and a Z axis,
An angular velocity sensor inspection apparatus, wherein the mounting posture of each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the piezoelectric vibrating piece can be varied with respect to the axial direction of the pendulum support shaft.
前記基台に、前記角速度センサを装着するための角速度センサ取付テーブルと、前記角速度センサを前記振り子支持軸の軸方向に対して垂直または水平に取り付けるための固定台と、前記固定台に対して前記角速度センサ取付テーブルを所定の回転角度に節度をもって回転するためのターンテーブルと、がさらに備えられていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to claim 2 or 3,
An angular velocity sensor mounting table for mounting the angular velocity sensor on the base, a fixed base for mounting the angular velocity sensor vertically or horizontally with respect to the axial direction of the pendulum support shaft, and the fixed base An angular velocity sensor inspection apparatus, further comprising a turntable for rotating the angular velocity sensor mounting table at a predetermined rotation angle with moderation.
前記基台が前記振り子に取り付けられ、
前記角速度センサのZ軸が、前記振り子の振動平面に対して垂直となるように、前記基台に取り付けられていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 The angular velocity sensor inspection apparatus according to claim 1,
The base is attached to the pendulum;
The angular velocity sensor inspection apparatus is attached to the base so that a Z axis of the angular velocity sensor is perpendicular to a vibration plane of the pendulum.
前記振り子が、前記角速度センサが取り付けられる第1の振り子と、前記支柱を挟んで前記第1の振り子に対向する位置に設けられる第2の振り子とから構成され、
前記第1の振り子と前記第2の振り子とが、一体で振動することを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to claim 5,
The pendulum is composed of a first pendulum to which the angular velocity sensor is attached, and a second pendulum provided at a position facing the first pendulum across the column.
The angular velocity sensor inspection apparatus, wherein the first pendulum and the second pendulum vibrate together.
前記振り子が、前記振り子の重心位置を移動する重心位置可変部材を備えていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
2. The angular velocity sensor inspection apparatus according to claim 1, wherein the pendulum includes a center-of-gravity position variable member that moves a center of gravity position of the pendulum.
前記角速度センサと前記検出処理装置とを接続する接続部材が可撓性を有し、前記振り子支持軸に開設される貫通孔に挿通されていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An angular velocity sensor inspection apparatus, wherein a connecting member that connects the angular velocity sensor and the detection processing device has flexibility and is inserted into a through hole formed in the pendulum support shaft.
前記振り子の振り出し角度を規制する角度計が備えられていることを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An angular velocity sensor inspection device comprising an angle meter for regulating a swing angle of the pendulum.
前記振り子を自由振動させて、前記複数の角速度センサの検出結果それぞれを、前記検出処理装置によって選択的または一括して処理することを特徴とする角速度センサ検査装置。 In the angular velocity sensor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 9,
An angular velocity sensor inspection apparatus, wherein the pendulum is freely vibrated and each detection result of the plurality of angular velocity sensors is selectively or collectively processed by the detection processing apparatus.
前記振り子支持軸が前記支柱に低摩擦軸受によって軸支されているか、または、前記振り子が前記振り子支持軸に低摩擦軸受によって軸支されていることを特徴とする角速度センサ検査装置。
In the angular velocity sensor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10,
2. The angular velocity sensor inspection device according to claim 1, wherein the pendulum support shaft is pivotally supported on the support column by a low friction bearing, or the pendulum is pivotally supported on the pendulum support shaft by a low friction bearing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005060030A JP2006084455A (en) | 2004-08-17 | 2005-03-04 | Angular velocity sensor inspection device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004237088 | 2004-08-17 | ||
JP2005060030A JP2006084455A (en) | 2004-08-17 | 2005-03-04 | Angular velocity sensor inspection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006084455A true JP2006084455A (en) | 2006-03-30 |
Family
ID=36163065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005060030A Withdrawn JP2006084455A (en) | 2004-08-17 | 2005-03-04 | Angular velocity sensor inspection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006084455A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011506991A (en) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | サジェム デファンス セキュリテ | Measuring method using gyroscope system |
CN102494604A (en) * | 2011-11-25 | 2012-06-13 | 李瑜芳 | Detection instrument for characteristic of angular transducer |
CN106771365A (en) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 杭州集普科技有限公司 | A kind of angular-rate sensor demarcation performs device and scaling method |
JP2019056652A (en) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 京セラ株式会社 | Vibrometer |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005060030A patent/JP2006084455A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011506991A (en) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | サジェム デファンス セキュリテ | Measuring method using gyroscope system |
CN102494604A (en) * | 2011-11-25 | 2012-06-13 | 李瑜芳 | Detection instrument for characteristic of angular transducer |
CN106771365A (en) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 杭州集普科技有限公司 | A kind of angular-rate sensor demarcation performs device and scaling method |
CN106771365B (en) * | 2016-12-28 | 2023-10-27 | 杭州集普科技有限公司 | Execution device for calibrating angular velocity sensor and calibration method |
JP2019056652A (en) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 京セラ株式会社 | Vibrometer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5532455B2 (en) | Acceleration and rotational speed detection method and MEMS sensor | |
KR101665021B1 (en) | Microgyroscope | |
US8789416B2 (en) | MEMS gyroscope for detecting rotational motions about an X-, Y-, and/or Z-axis | |
JP5161441B2 (en) | Vibrating gyroscope | |
JP2007047166A (en) | Reducing bias and quadrature in class ii coriolis vibration gyroscope | |
JP2007108157A (en) | Probe card, and inspection device for microstructure | |
JP2006084455A (en) | Angular velocity sensor inspection device | |
JP5912941B2 (en) | Friction test equipment | |
JP2007271392A (en) | Method for calculating deviation in gravity center position of biaxial gimbal | |
JP2007127530A (en) | Assembling and adjusting system and method of optical linear encoder | |
JP6886846B2 (en) | Pseudo-vibration device | |
JP2020201050A (en) | Method and device for testing screw fastening state | |
US8302481B2 (en) | Self-supporting and self-aligning vibration excitator | |
US9709399B2 (en) | Approach for control redistribution of coriolis vibratory gyroscope (CVG) for performance improvement | |
JP4856426B2 (en) | Micro structure inspection apparatus and micro structure inspection method | |
US9157928B2 (en) | Microelectronic device testing apparatus and method | |
KR20060042475A (en) | Experimentation apparatus of pendulums and resonance | |
JP6618966B2 (en) | Vibration measurement apparatus and vibration measurement evaluation system | |
JPH10132565A (en) | Heaving measuring device and its method | |
WO2017186184A1 (en) | Apparatus for measuring blood coagulation data | |
KR200374045Y1 (en) | experimentation apparatus of pendulums and resonance | |
JP2010139477A (en) | Sensor installation structure | |
JP3334196B2 (en) | Angular velocity sensor sensitivity measurement device | |
TWI272388B (en) | Two-dimensional optical accelerometer | |
TWI260410B (en) | Optical accelerometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070403 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |